JP2004186021A - Plasma display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
発光効率の高いPDPを実現するためには、駆動回路によりセルに投入された電力が効率よく紫外線の生成に使われることが重要である。又、紫外線を生成するためには、例えば特開平4−332430号公報に開示されるように、放電ガスはNe、Xe等の混合ガスを用いるのが一般的であり、この場合、電子とXe原子との衝突によりXeの励起状態を作り蛍光体に発生した紫外線が照射されることにより、可視光として画像表示される必要がある。
【0003】
放電が発生するセル内にある蛍光体においては元来、製造プロセス上においてやむを得ない構造的な結晶欠陥等や残留した水分や汚染ガスの影響による物性値の変化に加え、照射される紫外線やプラズマ中にある荷電粒子等の高いエネルギー照射による劣化損傷を生じやすい。しかし、一方ではXeのプラズマによる紫外線発光波長は142nmや173nm近辺の極めて短い波長であり、紫外線の発生を促進させたりプラズマの発生量を増大させることにより高輝度化を実施すると、その紫外線や荷電粒子により逆に蛍光体の損傷、劣化により輝度が低下したり、発光波長が変化し色度がずれてしまうなど、信頼性が乏しくなってしまうという課題があった。
【0004】
従って、初期発光効率においては、元来有する構造欠陥が原因で、電子状態は紫外線照射によって発光中心まで励起されたにもかかわらず、発光に寄与することなく欠陥順位に捕捉され、発光に寄与しなくなってしまう。また、初期発光効率はともかくとしても、長期的な信頼性、寿命の点から必ずしも満足できる構成ではなかった。
【0005】
【特許文献1】
特開平4−332430号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はPDPの発光効率を向上させるとともに輝度の低下や色度の変化などを防いで長期的な信頼性を実現することが可能な手段を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題に対して本発明では、PDPのセル内で蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を生成するガスの主成分であるHe、Ne、Ar、Kr、Xe等に加え、N2、H2、NH3、N2O、NO、NO2等の蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を生成するガスを添加する手段を用いる。
【0008】
また,プラズマを発生させるためのガスに対し、蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を発生させるためのガスの混合比を0.05%〜10%とする構成を採る。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図1から図4を用いて本発明の実施形態を説明する。
【0010】
(実施の形態1)
以下、本発明が適用するPDP構成の一例を示す。図2は画面表示パネルの2枚のガラスの前面板1と背面板6とを開いた状態を示したもので、図3にはその断面を示している。図2、図3で示すように、前面板1と背面板6とは互いに平行、且つ対向して設置される。前面板1の下側には、画面の水平方向に延び、それぞれITO膜などの透明電極及び母線となる金属電極からなる第1電極2と、その隣に配設されてそれぞれ透明電極及び母線となる金属電極からなる第2電極3とを一対の表示電極セルとして所定のピッチで複数個配設し、これらを覆う様にして透明な誘電体4が形成され、その上に薄い保護層5が形成されている。なお、表示電極セルと隣接するセルの間には必要に応じてコントラストを向上させるのに有効とされるブラックストライブ領域がある。
【0011】
一方、背面板6の上には画面の垂直方向に延びた複数の隔壁7を所定のピッチで設け、それら隔壁7のそれぞれの中間部にそってアドレス電極8を配設する。ここで、前面板1と背面板6は、前記第1、第2電極2、3とアドレッシングを行う背面板のアドレス電極8とを互いに直交させるよう配置されており、アドレス電極8を覆うように背面誘電体10が形成され、隔壁7の側面と底面にある背面誘電体10を覆うようにして蛍光体9が形成されている。第1、第2電極2、3とアドレス電極8は放電ガス空間を介して対向配置され、前記第1電極2及びアドレス電極8によって発光すべきセルのみ帯電させるというアドレッシングを行うと共に前記第1電極2及び第2電極3によって、その面放電発光を維持する3電極面放電構造となっている。
【0012】
図3より、アドレス電極8は2つの隔壁7の中間に位置し、前面板1と背面板6、隔壁7に囲まれた放電空間11にはプラズマを生成するためのガス12を充填する。
【0013】
なお、放電空間11は隔壁7により空間的に区切られることもあるし、隔壁7と前面板1の放電空間側面との間に間隙を設け、空間的に連続させることもある。
【0014】
図1は本発明の実施形態で例示した説明図であり、プラズマ中における荷電粒子や中性粒子の動きを表している。図1において、31は本発明で付け加えられたガスから発生した蛍光体の発光には寄与しないが、蛍光体に吸収され得る波長の紫外線を生成するガス分子であり、32は紫外線発光や放電の電圧を低減させる働きを有する希ガスXe、Ne、Ar、Kr,He等の希ガス原子である。さらに電力投入により、イオン33や、電子34を生成したり、ラジカル35などの励起中性ガス分子、原子等や励起状態にはない母ガス36が存在する。
【0015】
図4は、紫外線22の発光により蛍光体において基底状態21にある電子が、照射されたエネルギーに見合った高い状態まで励起され、発光中心と呼んでいる蛍光体の母材中に添加されたイオン化した不純物により形成される準位23を介し、その後、基底状態21かもしくはそれに準じた安定なエネルギー27へエネルギー放出24することにより発光する様子をエネルギーダイヤグラムで表したものである。この図4で、例えば、構造的な結晶欠陥や意図的ではない汚染等による不純物や水分の影響により、発光中心23より低いエネルギーのところに様々なエネルギー幅でかつ多数の捕捉準位25ができてしまい、この捕捉準位25に電子が捕捉されながら基底状態21、21aに落ちてくるようになると、所望の波長の蛍光発光が得られなくなり、輝度の低下や色度の変化となる。
【0016】
このため、前記したようにプラズマ放電により発生した極めて波長の短い紫外線が有効に使われず、蛍光体の劣化を引き起こしたり、残留ガスや水分による蛍光体への悪影響が生じたり、結晶の元から存在したりして、このような劣化や悪影響により輝度の低下を引き起こしたり、信頼性が低くなるような問題が発生する。その対策として、H2、N2、NH3、N2O、NO、NO2等をNe、Xe、Ar、Kr、He等の希ガスに混合することにより、蛍光体を発光させることのない、すなわち発光中心のエネルギーより小さなエネルギーで、かつディスプレイの表示にはあまり影響のない領域で紫外線26を発生させ、蛍光体に照射せしめることにより、紫外線で励起して発光中心を介してRGBのような可視光発光しながらエネルギーを放出し、基底状態もしくはそれに準じた安定な準位に遷移する電子状態の変化を妨げるような捕捉準位25をエネルギーの小さな(波長のやや長い)紫外線26で励起し充足させることにより見かけ上、不活性化させることにより本来の紫外線励起光による蛍光体の発光効率を引き出すことが出来る。
【0017】
ここで,プラズマを発生させるためのガスに対し、蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を発生させるためのガスの混合比は0.05%〜10%であることが好ましい。
【0018】
以上、本実施の形態1ではAC駆動の3電極面放電型のPDPを一例にH2、N2、NH3、N2O、NO、NO2等の混合によって行われる発光効率の低下を防ぐ効果について説明したが、DC駆動型のPDPや異なる放電形式のPDPについても全く同様に適用可能である。
【0019】
【発明の効果】
本発明の課題である蛍光体の劣化や信頼性の低下を低減するとともに、蛍光体の基本的な発光効率を向上させ、高性能で信頼性の高いPDPを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1を示した説明図
【図2】本発明のプラズマディスプレイパネルの2枚のガラスの前面板1と背面板6とを開いた状態を示した図
【図3】本発明のプラズマディスプレイパネルの断面図
【図4】エネルギーダイヤグラムを示した図
【符号の説明】
1 前面板
2 第1電極
3 第2電極
4 誘電体
5 保護層
6 背面板
7 隔壁
8 アドレス電極
9 蛍光体
10 背面誘電体
11 放電空間
12 ガス
13 紫外線
14 可視光
21 基底状態
21a 基底状態
22 蛍光体発光のための紫外線
23 発光中心(準位)
24 エネルギー放出
25 捕捉準位
26 捕捉準位を充足し、不活性化する蛍光体励起光より長波長な紫外線
27 エネルギー
31 ガス分子
32 希ガス原子
33 イオン
34 電子
35 ラジカル
36 母ガス[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display device.
[0002]
[Prior art]
In order to realize a PDP with high luminous efficiency, it is important that the electric power supplied to the cell by the driving circuit is efficiently used for generating ultraviolet rays. Further, in order to generate ultraviolet rays, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-332430, it is common to use a mixed gas of Ne, Xe or the like as a discharge gas. In this case, electrons and Xe are used. An image must be displayed as visible light by irradiating the phosphor with ultraviolet light generated by generating an excited state of Xe by collision with atoms.
[0003]
Originally, the phosphors in the cells where discharges occur are not only affected by the unavoidable structural crystal defects in the manufacturing process, but also by changes in physical properties due to the effects of residual moisture and contaminant gases, as well as the irradiation of ultraviolet rays and plasma. Deterioration damage is likely to occur due to high energy irradiation of charged particles and the like inside. However, on the other hand, the ultraviolet emission wavelength of the Xe plasma is an extremely short wavelength around 142 nm or 173 nm. If the brightness is increased by promoting the generation of the ultraviolet light or increasing the amount of the plasma generated, the ultraviolet light or the charged On the contrary, there has been a problem that the reliability is poor, for example, the luminance is reduced due to damage or deterioration of the phosphor due to the particles, or the chromaticity is shifted due to the change of the emission wavelength.
[0004]
Therefore, in the initial luminous efficiency, the electronic state is trapped in the defect order without contributing to the luminescence and contributes to the luminescence, despite the fact that the electronic state is excited to the luminescence center by the irradiation of ultraviolet light due to the inherent structural defect. Will be gone. In addition, the configuration was not always satisfactory in terms of long-term reliability and life, regardless of initial luminous efficiency.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-4-332430
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide means capable of improving the luminous efficiency of a PDP and preventing long-term reliability by preventing a decrease in luminance and a change in chromaticity.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an ultraviolet wavelength that does not contribute to light emission at a wavelength longer than the emission wavelength of ultraviolet light that causes the phosphor to emit light in the cell of the PDP, and that can be absorbed by the base material crystal structure of the phosphor. In addition to He, Ne, Ar, Kr, Xe, etc., which are the main components of the gas that generates the plasma light emission, phosphors such as N 2 , H 2 , NH 3 , N 2 O, NO, and NO 2 emit light. Means for adding a gas that generates plasma emission of an ultraviolet wavelength that does not contribute to emission at a wavelength longer than the emission wavelength of the ultraviolet light to be absorbed and that can be absorbed by the base material crystal structure of the phosphor is used.
[0008]
For a gas for generating plasma, a plasma having an ultraviolet wavelength that does not contribute to light emission at a wavelength longer than the emission wavelength of ultraviolet light that causes the phosphor to emit light and can be absorbed by the base material crystal structure of the phosphor. A configuration is adopted in which the mixing ratio of the gas for generating light emission is 0.05% to 10%.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0010]
(Embodiment 1)
Hereinafter, an example of a PDP configuration to which the present invention is applied will be described. FIG. 2 shows a state in which the two
[0011]
On the other hand, a plurality of
[0012]
As shown in FIG. 3, the
[0013]
In addition, the discharge space 11 may be spatially separated by the
[0014]
FIG. 1 is an explanatory diagram exemplified in the embodiment of the present invention, and shows the movement of charged particles and neutral particles in plasma. In FIG. 1, reference numeral 31 denotes gas molecules that do not contribute to the emission of the phosphor generated from the gas added in the present invention, but generate ultraviolet rays having a wavelength that can be absorbed by the phosphor, and 32 denotes ultraviolet light emission or discharge. It is a rare gas atom such as a rare gas Xe, Ne, Ar, Kr, or He that has a function of reducing voltage. Further, when power is applied, ions 33 and
[0015]
FIG. 4 shows that the electrons in the
[0016]
For this reason, as described above, the ultraviolet light having a very short wavelength generated by the plasma discharge is not effectively used, causing deterioration of the phosphor, adverse effects on the phosphor due to residual gas or moisture, or existence of the crystal from the origin. As a result, problems such as a reduction in luminance due to such deterioration and adverse effects and a decrease in reliability occur. As a countermeasure, phosphors do not emit light by mixing H 2 , N 2 , NH 3 , N 2 O, NO, NO 2 and the like with a rare gas such as Ne, Xe, Ar, Kr and He. In other words, by generating
[0017]
Here, for the gas for generating the plasma, the wavelength of the ultraviolet light that does not contribute to the emission at a wavelength longer than the emission wavelength of the ultraviolet light that causes the phosphor to emit light and that can be absorbed by the base material crystal structure of the phosphor. The mixing ratio of the gas for generating the plasma emission is preferably 0.05% to 10%.
[0018]
As described above, in the first embodiment, a decrease in the luminous efficiency performed by mixing H 2 , N 2 , NH 3 , N 2 O, NO, NO 2, and the like is taken as an example of an AC-driven three-electrode surface discharge type PDP. Although the effect has been described, the present invention can be applied to a DC-driven PDP or a PDP of a different discharge type in the same manner.
[0019]
【The invention's effect】
It is possible to provide a high-performance and highly reliable PDP by reducing the deterioration and reliability of the phosphor, which is the subject of the present invention, and improving the basic luminous efficiency of the phosphor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory
DESCRIPTION OF
24
Claims (5)
Priority Applications (1)
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